智慧型照明節能管理系統

一、圖書館 5F 閱覽室

將圖書館 5F 閱覽室原有 T8 燈具全面換裝省電型 T5 燈具，桌面閱讀亮度將 調整在 300Lux~400Lux 之標準，因此燈具改善將可節省將近 48%之耗能。

(4 支 2 呎 T8 燈 管耗 能為 20W*4=80W ， 與 3 支 2 呎 T5 燈管耗 能 為 14W*3=52W，亮度卻是差不多)。

圖書館 5F 閱覽區(24 小時開放)天花板上方之新型 T5 燈具，加裝可經由 RS-485 MODBUS 串聯控制之 MCU+電子式開關模組，以便透過 5F 閱覽區之智慧 化照明區域控制器(Advantech BAS-3512)進行區域智慧化監管與控制，並把區域照 明設備狀態經由 Ethernet 網路回傳至中央監控中心。也可以讓中央監控中心主機經 由網路連結區域控制器進行遠端智慧化監管與控制。

5F 閱覽區原始桌面擺設如圖 4.2 所示，原本 33 張六人座區已重新調整成 30 張桌，八人座區已調整成 6 張桌與分散之三小區的 11 座位。

圖 4.2 5F 圖書館閱覽區平面圖

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每張桌子正上方都有對應的天花板頂燈與環境偵測控制單元，讓桌面照度達到 360-450 Lux 的基本亮度，充分集中光源的使用效率。

5F 閱覽區的天花板 RS-485 迴路劃分成 A/B 兩迴路，A 迴路將 A1-A39 號之 環境偵測控制單元連結起來，且分別對應到 RFID 書桌區的 39 張六人座桌/八人座 桌。B 迴路則將 B65-B90 號之環境偵測控制單元連結起來，且分別對應到 25 張一 般長書桌。閱覽室智慧照明節能系統配置圖如圖 4. 3 所示：

圖 4. 3 圖書館 5F 閱覽室 RFID 智慧照明節能系統配置圖

圖書館 5F 閱覽區書桌分為六座位區以及八座位區，如圖 4.4 所示 RFID 於六 座位區書桌上之配置範例，每張桌加裝一個 HF RFID 桌面單元及 6 座位上各別的 Reader module，藉由偵測同學放置於 antenna 上之 RFID 學生證(內含 ISO 14443A RFID Tag)，確認身分後開啟各別座位桌燈電源 Relay switch，讓同學得以使用原本 之桌燈開關自行控制桌燈照明。六座位區上的 antenna 如圖 4. 5 所示：

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圖 4.4 RFID 於六座位區書桌上之配置範例

圖 4. 5 六座位區上的 antenna

RFID 於八座位區如圖 4.6 所示書桌上配置範例，每張桌加裝一個 HF RFID 桌 面單元及 8 座位上各別的 Reader module，使用的同學放置於 antenna 上之 RFID 學 生證與六座位區的 RFID 配置大致相同，確認身分後可讓同學自行控制桌燈照明。

八座位區上的 antenna 如圖 4. 7 所示：

長360cm Reader +RF

Relay

寬 115cm Antenna

圖 4. 6 RFID 於八座位區書桌上之配置範例

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圖 4. 7 八座位區上的 antenna

桌面單元並透過 2.4GHz RF 介面回傳使用者與座位位置資訊至書桌上方之天 花板環境偵測單元，配合其他 sensor 資訊進行書桌上方天花板燈及時之照明控制。

使用者與 RFID 座位資訊再藉由 RS-485 MODBUS 介面後送至 5F 閱覽區之智慧化 照明區域控制器及 2F 計算機中心之中央監控主機，藉以智慧化控制使用者上方天 花板 T5 燈具的開與關。閱覽室燈光節能系統方塊圖如圖 4. 8 所示：

中央監控中心主機 自動監控圖控軟體

智慧化照明 區域控制器

Ethernet

圖書館 5F:

燈具開關+MCU+走道人體體 溫紅外線sensor+無線收發 模組

RS-485

T5 省電燈具 新型電子式安定器 提高節能效益 圖書館 5F 閱覽室:

書桌RFID 桌面單元 + 6 / 8 Reader 模組 + 無線收發模組

2.4GHz RF

圖書館 閱覽室:

座位狀態顯示器 節能效益(教學)顯示 器

Internet 網頁：

座位狀態網頁 節能效益(教學)網頁 遠端監控介面網頁

圖 4. 8 圖書館閱覽室 RFID 燈光節能系統方塊圖

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圖書館 5F 閱覽區書桌、走道及天花板燈座位區上方天花板加裝人體體溫紅外 線 sensor，並將人員移動感應信號直接送至 MCU+電子式開關模組，可直接搭配 RFID Reader 所提供的座位資訊進行離線 (非區域或中央控制)及時管控天花板 T5 燈具開與關。閱覽室天花板人體體溫紅外線 sensor 如圖 4. 9 所示：

圖 4. 9 圖書館閱覽室天花板人體體溫紅外線 sensor

二、圖書館 5F 視聽區與影音室:

將圖書館 5F 視聽區與影音室與 5F 閱覽區一樣，將原有 T8 燈具全面換裝省電 型 T5 燈具，燈具改善將可節省將近 48%之耗能。

視聽區走道上方天花板加裝人體體溫紅外線 sensor，並將人員移動感應信號匯 集至智慧化照明區域控制器，可進行離線(非中央控制)及時管控天花板 T5 燈具開 與關。區域燈控系統同時回傳感測信號與燈控狀態信號至中控主機進行分析研判，

以智慧化監管或遠端控制天花板 T5 燈具。

三、圖書館 6F藏書區:

全面把傳統 T8 燈具全面換裝省電型 T5 燈具，圖書館 6F 藏書區燈具改善將 可節省將近 48%之耗能。

圖書館 6F 中文書庫區每條走道上的燈具，均先並聯改成獨立的電氣迴路，每 一迴路由一個牆壁按鈕控制，增加圖書館管理人員的燈具區域操控性。每一迴路加 裝環境偵測控制單元，可進行離線(非中央控制)自動管控天花板 T5 燈具開與關，

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達到基本的節能目標。藏書區 RFID 燈光節能系統方塊圖如圖 4. 10 所示：

中央監控中心主機 自動監控圖控軟體

智慧化照明 區域控制器

Ethernet

圖書館 6F:

燈具開關+MCU+走道人體體 溫紅外線sensor+無線收發 模組

RS-485

T5 省電燈具 新型電子式安定器 提高節能效益 圖書館 5F 閱覽室:

書桌RFID 桌面單元 + 6 / 8 Reader 模組 + 無線收發模組

2.4GHz RF

圖書館 閱覽室:

座位狀態顯示器 節能效益(教學)顯示 器

Internet 網頁：

座位狀態網頁 節能效益(教學)網頁 遠端監控介面網頁

圖 4. 10 圖書館 6F 藏書區 RFID 燈光節能系統方塊圖

燈具開啟 10 分鐘後進入自動偵測控制模式。為考量日光燈具不適合短時間開 關多次，避免燈具壽命的降低，紅外線 sensor 自動感應後，會維持 20 分鐘的開啟 時間，若該時段中MCU 再次收到紅外線 sensor 的感測信號，則燈具會以該時間往 後再開啟 20 分鐘。由於書庫區人員密度較低，可啟動人員移動追蹤機制，達成人 將抵達時燈預先開啟的智慧化照明服務系統。6F 藏書區天花板 紅外線 sensor 如圖 4. 11 所示：

圖 4. 11 圖書館 6F 藏書區天花板 紅外線 sensor

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6F 中文書庫區的天花板 RS-485 迴路劃分成 C/D 兩迴路，C 迴路將 C2-C42 號之環境偵測控制單元連結起來，且分別對應到 C 區 29 個走道。D 迴路則將 D66-D117 號之環境偵測控制單元連結起來，且分別對應到 D 區 30 個走道。6F 中 文書庫區環境偵測控制單元配置圖如圖 4.12 所示：

圖 4. 12 圖書館 6F 中文書庫區環境偵測控制單元配置圖